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海洋中隱身的透明生物

2018-03-22 16:04??怂埂に箘P瑞
環(huán)球人文地理 2018年3期
關(guān)鍵詞:折射率食者魷魚

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海洋動物如果想躲藏起來,一般有兩種選擇:生活在深?;蚩拷5椎膭游锿c沙子或巖石的顏色融為一體,或者隱藏在珊瑚中。不過,深海通常漆黑一片,很多掠食者的眼睛已經(jīng)退化,因此隱形并不是很有必要;而靠近海面生活的動物在躲藏時,往往會利用生物發(fā)光效應(yīng)來展示令人眩目的色彩效果,使位于下方的掠食者誤以為是陽光照射水面時產(chǎn)生的波紋。需要說明的是,生活在遠(yuǎn)洋帶海水中層的動物則沒有這兩種選擇,盡管那里其實(shí)是最多隱形動物生活的地方。

或許,最簡單的隱形方式就是變得透明,使光線能完全穿過身體。在開闊的大洋中,由于缺乏可供躲藏的巖石、裂縫,讓身體變得透明就成為非常理想的隱藏方式。事實(shí)上,透明是許多毫無關(guān)聯(lián)的動物共同的選擇,出現(xiàn)過多次獨(dú)立的演化過程,其中以玻璃章魚為代表。如果算上觸手的話,這種凝膠狀的章魚能長到45厘米長。它們分布在熱帶和亞熱帶海域,在300~1000米之間的深度活動。除了消化系統(tǒng)、視神經(jīng)和眼睛可見之外,玻璃章魚對捕食者幾乎完全隱形。

但是,如果眼睛和腸子都能被看到,隱形還有什么意義呢?更糟糕的是,這些器官還會在海底留下影子,使捕食者更容易發(fā)現(xiàn):眼睛需要吸收光線才能發(fā)揮作用,而腸道具有內(nèi)容物,除非動物攝食的是透明食物,否則腸道也必將暴露。

然而,包括玻璃章魚在內(nèi)的所有透明生物,都以各自的方法來偽裝這些不透明的器官:玻璃章魚的眼睛不像其他章魚的眼睛那樣又圓又大,而是呈伸長的管狀,雖然損失了周邊視覺,但能最大限度地縮小投下的影子,從而更不容易被下方的掠食者發(fā)現(xiàn)。另有證據(jù)表明,玻璃章魚的身體朝向也是為了盡可能地縮小影子。

許多透明的軟體動物還會用鏡面結(jié)構(gòu)來偽裝眼睛,因?yàn)樵陂_闊的大洋中,鏡面更多的是反射海水,從而使眼睛變得隱形。魷魚中就有許多這樣的“透明成員”,比如大約有60個種類的“玻璃魷魚”,就是幾乎可以一眼看透的奇妙物種。這些魷魚生活在世界各個開闊的大洋,生活深度為200 ~1000米之間。盡管身體完全透明,但它們的大眼睛卻不是透明的,在下方游動的掠食者很容易發(fā)現(xiàn)它們的眼睛投下的影子。

不過,玻璃魷魚有一種聰明的偽裝方式。它們能利用眼睛下方的發(fā)光體制造出消影的效果,與陽光經(jīng)過濾鏡后照下來的情況一樣,使魷魚能隱藏到背景中,不被下方的掠食者發(fā)現(xiàn)。然而,從其他角度看的時候,這些魷魚發(fā)出的光十分明顯,如同吸引掠食者前來的燈塔。

因此,有時候僅僅是身體透明還不夠,生物體還需要其他方法來使自己保持隱形。近期的一項(xiàng)研究成果顯示,端足類的大眼亞目,即一種漂浮于近?;虼笱笊蠈踊蛏顚拥母∮紊铮潆[藏能力不僅是簡單地使身體透明,它們還能利用某種納米技術(shù)來干涉光線,甚至使光線彎曲,從而使自身變得幾乎完全隱形。

科學(xué)家用掃描電子顯微鏡分析了7個亞目物種,發(fā)現(xiàn)其中一個物種的腿上覆蓋著納米級的毛發(fā)狀突起結(jié)構(gòu),而這7個物種的身體上都具有納米級的突起或球形結(jié)構(gòu),大小在100~300納米之間。

這些微小的突起能使光線盡可能地分散??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),兩種納米結(jié)構(gòu)——突起和毛發(fā)狀結(jié)構(gòu),都能使反射率降低100倍。更加奇特的是,科學(xué)家認(rèn)為這些突起或球形結(jié)構(gòu)很可能是細(xì)菌。

大多數(shù)透明動物都生活在海洋里,這是有原因的。想要使身體變得透明,生物體的構(gòu)成物質(zhì)就得既不吸收光線,也不反射光線。對陸地上的動植物來說,這是很難完成的任務(wù),因?yàn)榛铙w組織和空氣之間的折射率有著很大的差別。折射率描述的是光線穿過某種物體的速率——光在真空中傳播最快,而物體的密度越大,光線穿透它的時間就越長,其折射率就越大。

生物組織的密度要比空氣大得多,足以使光線改變方向或分散,從而引起反射,使動物變得更加清晰可見。在海洋中,水體和生物組織的折射率差別較小,因此身體透明相對容易做到。此外,絕大多數(shù)陸地動物不透明的另一個主要原因是,它們需要黑色素等色素來保護(hù)自己免遭紫外線的傷害。

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